DE3037713A1

DE3037713A1 - Verfahren zur armierung von formkoerpermassen

Info

Publication number: DE3037713A1
Application number: DE19803037713
Authority: DE
Inventors: Hans 4570 Quakenbrück Litwin
Original assignee: Individual
Current assignee: Litwin Geb Braumann Hildegard 4570 Quakenbruec
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1980-10-06
Publication date: 1982-05-13

Description

B E S C H R E I B U N G
Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen (Zusatz zu Patent ................ Patentanmeldung P 30 12 792.5) Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen mit kurzen und mikrokurzen und mikrodünnen starren Fasern, vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl, die unterschiedliche Formen mit scharfen zackigen, stark ausgefransten Begrenzungslinien der jeweiligen Flächen haben.
;)as Armle ren von Formkörpermassen mit organischen oder anorganischen Fasern gehört zum Stand der Technik. Um bei auf Druck, Zug unt Biegezug beanspruchten Formkörpern zu günstigen Festigkeiten zu gelangen, sollte eine Armierungsfaser um ihre EigenfestigI<eit auszunutzen eine möglichst groBe Oberfläche haben, so daß ein der Eigenfestigkeit entsprechen-les Haftvermögen vorhanden ist. neehalb wird bisher, wenn das Fertigungsverfahren es erlaubt, eine möglichst lange Faser verwendet.
Dabei sind relativ auiwen:iige Verfahren notwertdig, um die Fasern in die Massen homogen einzuarbeiten und somit eine durchgehend gleichmäßige Festigkeit der Formmasse zu erreichen.
Ziel der Erfindun ist es, eine Fasertype zu verwenden, die gegenüber den bisher benutzten Fasern Vorteile in der erzielbaren Festigkeit und in der Verarbeitung bringt.
Kurze und mikrokurze dünne spanförmige Fasern werden bislang zur Armierung von Formkörpermassen nicht verwendet, bo werden =.B. Metallfasern, soweit sie bereits zur Armierung verwendet werden, bisher aus Metalldrähten oder Metallbändern durch Schneiden oder Stanzen hergestellt und müssen wegen ihrer glatten und scharf umrissenen Oberflächen eine Mindestlänge von 30 mm haben, um ein ihrer Eigenfestigkeit entsprechendes Haftvermögen zu gewährleisten.
Versuche haben ergeben, daß dünne kurze und mikrokurze Metallfasern, di im spanabhebenden Verfahren gewonnen werden» sich hervorragend für die Bewehrung von Formkörpermassen eignen und hohe Druck-, Zug- und Biedezug-Festigkeiten bewirken. Dies beruht auf der Tatsache, daß die durch spanabhebendes Verfahren gewonnenen kurzen und mikrokurzen dünnen Netallfase rn, wie man unter dem Mikroskop sehen kann, absolut unterschiedliche und unregelmäßige Formen mit scharfen zackiqen und stark ausgefransten Begrenzungslinien der jeweiligen Fl'chen haben.
Aufgrund der vorbeschriebenen Form armiert eine solche Faser 1.) mittels der im Verhältnis zum Volumen großen Oberfläche 2.) Zusätzlich verankern sich die Fasern durch die vielen Haken und Widerhaken untereinander 3.) Die Fasern verankern sich zusätzlich durch ihre Haken und Widerhaken fest in der sie umgebenden Masse.
Damit erhöht sich der Widerstand gegen jede Art von Beanspruchung erheblich, und die Eigenfestigkeit der Metallfaser wird besser ausgenutzt. Dies bedeutet, daß ca. 0,8 GWT (Gewichtsteile) einer solchen spanförmigen Kurzfaser aus Metall, z.B. Stahl, den gleichen Armierungseffekt haben wie 1,0 GWT einer glatten längeren Faser aus dem gleichen Werkstoff. cs hat sich weiter gezeigt, daß z. 8. 0,33 GWT spanförmiger Stahlkurzfasern den gleichen Armle runqseffekt haben wie 1,0 GWT einer alkalibeständigen glatten, fadenförmigen Glasfaser von 50 . 60 mm Länge.
Die Versuche haben weiter ergeben, daß spanförmige kurze und mikrokurze Metallfasern (Stahl) sich mit einfachen Zwangsmischern hervorragend in fast jede Art von nicht abgebundener Masse, unabhängig von deren Konsistenz, einarbeiten lassen und sich absolut gleichmäßig und homogen verteilen.
Wie die durchgeführten Vergleichsversuche ferner gezeigt haben, verbleibt eine kurze octer mikrokurze spanförmige Metallfaser aufgrund ihrer Verankerung beim Gießen, Pressen oder Stampfen der Masse zwischen den Festkörpern dieser Masse, während sich die flüssigere Komponente der Masse an die Formwände drückt und nach dem Erhärten eine glatte Oberfläche bildet, die die Fasern nach außen abdeckt. Fasern mit glatten und gleichförmigen Oberflächen dagegen drücken sich mit an die Formkörper-Oberfläche und ergeben dadurch eine rauhere Oberfläche, ar der man sich unter Umständen verletzen kann. Sie sind außerdem dadurch äußeren Einflüssen ausgesetzt, was die Uberflächenstabilität negativ beeinflussen kann.
Eine zweckmäßige Jeiterbildung der Erfindung ergibt sich wie folgt: Kurze und mikrokurze dünne spanförmige Fasern wie vorbeschrieben lassen sich auf einfachste Art und Weise unter thermoplastische Pulvermassen trocken einmischen und dann einschmelzen. Die anschließend aus der kompakten Schmelzmasse hergestellten Granulate lassen sich auf handelsüblichen Spritzautomaten oder Extruder-Schneckenpressen zu thermoplastischen Formkörpern verarbeiten, wobei die Faser zweckmäßigerweise aus einer säure- und hitzebeständigen Stahllegierung bestehen sollte.
Als ein zweckmäßiges Mischungsverhältnis hat sich eine Mischung aus 10 GWT thermoplastischem Pulver incl. Fü11-stoff und 2 GWT Mikrostahlfaser ergeben. Die Beimischung der Faser beeinflußt wesentlich die Reißfestigkeit, die Bruchdehnung, die Grenzbiegespannung, den Elastizitätsmodul aus Biegung und die Formbeständigkeit in der Wärme derart positiv, daß beispielsweise bei der Verwendung von Fensterprofilen aus solchen armierten Massen für großflächige Fenster es keines zusätzlichen Metalilcerns mehr bedarf, wie es z. Zt. bei den auf dem Markt befindlichten Halbzeugen aus thermoplastischen Massen, vor allem aus modifiziertem Polyvinylchlorid notwendig ist.
Wegen der erhöhten Festigkeitswerte können auch die Wandstärken von entsprechenden Formkörpern reduziert werden beziehungsweise die Füllstoffanteile erhöht werden, so dß eine Einsparung an Kunststoffgrundmaterial möqlich ist. Außerdem erschließen sich Anwendungsgebiete für solche Masten, die bisher nur glasfaserverstärkten Duroplasten vorbehalten waren.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Armierung von Formicörpermassen gemß Patent ................ (Patentanmeldung P 30 12 792.5) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t zur zur Armierung von thermoplastischen Spritz- und Extrudiermassen kurze und mikrokurze dünne, starre Fasern, vorzugsweise aus säure- und hitzebeständigem Edelstahl verwendet werden, die unterschiedliche und unregelmässige Formen mit scharfen, zackigen, stark ausgefransten begrenzungslinien der jeweiligen Flächen haben 2. Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen gemäß Anspruch 1. d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das Bindemittel der Masse aus thermoplastischen Emulsionspolymerisaten und/oder Suspensionspolymerisaten besteht 3. Verfahren zur Armierung von Formkörpermassen gemäß Anspruch 1. und 2. d a d u r c h g e k e n n z e i c h = n e t daß die Faser in die aus Thermoplasten und Füllstoffen bestehende Matrix trocken eingemischt wird, dnn verschmolzen wird und die kompakte ScIimelzmasse anschliessend granuliert wird.